Гибкие светоизлучающие перовскитные CsPbX(Br,Cl,I)3 структуры с распределенным электрическим контактом на основе массивов полупроводниковых нитевидных нанокристаллов с инкапсуляцией в прозрачные силиконовые резины (промежуточный, этап 3)

Проект направлен на разработку гибких светоизлучающих структур на основе слоев перовскитных соединений CsPbX(Br,Cl,I)3, нанесенных на силиконовые матрицы (силиконовые резины) с внедренными вертикально ориентированными проводящими полупроводниковыми нитевидными нанокристаллами (ННК), а также на получение силиконовых материалов, выполняющих различные функции в составе оптоэлектронных устройств. На перовом и втором этапах проекта были получены уникальные двухслойные силиконовые материалы, обеспечивающие защиту перовскитного слоя в составе светоизлучающей перовскитной ячейки от воздействия внешней среды (вода, кислород и т.п.). Предложены прозрачные гибкие силиконовые материалы (PDMS) для инкапсуляции распределенных электродов к светоизлучающему слою перовскита на основе массивов GaPННК. Синтезированы защитные самозалечивающиеся (self-healing) силиконовые материалы на основе соединений никеля(II), способные восстанавливать свою исходную форму после механических повреждений или электрического пробоя. На третьем этапе в дополнение к перовскитам был синтезирован самозалечивающийся металлополимерный комплекс на основе бипиридин-содержащего сополисилоксана и соединений иридия(III) и цинка(II) (Zn-Ir-BipyPDMS), который был апробирован как фотопреобразователь для УФ излучения. Для этого были разработаны гибкие светодиодные мембраны на основе массивов AlGaN/GaN ННК, излучающие свет в УФ диапазоне, и инкапсулированные в PDMS. Исследованы их вольт-амперные и спектральные характеристики. Получены гибкие светодиоды состава AlGaN/GaNННК/PDMS/SWCNT с прозрачными электродами на основе слоев одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT), которые сохраняют свои электрофизические свойства после 50 циклов изгиба. Показано, что Zn-Ir-BipyPDMS эффективно поглощает УФ излучение от гибкого светодиода AlGaN/GaN ННК/PDMS/SWCNT и переизлучает его в желтой и оранжевой области спектра. Zn-Ir-BipyPDMS может быть объединен с УФ светодиодом AlGaN/GaN ННК/PDMS/SWCNT в монолитную мембрану, излучающую свет в видимом спектральном диапазоне. Также получены силиконовые композиты на основе многослойных углеродных нанотрубок, модифицированных с помощью ферроценилсодержащих соединений, которые могут быть использованы в качестве гибких полупроводников в составе оптоэлектронных устройств. По результатам проведенных исследований за третий год выполнения проекта опубликованы три статьи в журналах WoS и Scopus первого квартиля, подготовлена заявка на патент, сделан доклад на международной конференции. Разработанные в проекте материалы и подходы позволяют получить задел, необходимый для развития технологии создания гибких и растяжимых светоизлучающих диодов, что может привести к появлению новых гибких оптоэлектронных устройств, включая носимые, биосовместимые устройства, а также светоизлучающие ячейки и диоды, солнечные элементы и фотоприемные устройства. Использованные методы исследования: СЭМ, ПЭМ, спектроскопия электролюминесценции, фотолюминесценции, вольтамперометрия, КРС, РФЭС,парофазная эпитаксия из металлоорганических соединений, сополиконденсация, комплексообразование, реакция лигандного обмена, механические испытания и др.